随着光子集成器件的发展,表面等离子体技术引起了众多研究者的广泛关注。表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是在相对介电常数符号相反的两种介质的界面传播的一种表面电磁波模式。它的表面波特性使得光能够被紧紧的限制在界面处。同时它在空间尺寸上远远小于自由空间波长,从而不再受限于衍射极限。而表面等离子体波导具有不同于传统光波导的特性,它能突破衍射极限,实现亚波长限制。在众多类型的表面等离子体波导中,混合表面等离子体波导兼具较强的光场限制能力和较低的传输损耗,体现出了其独特的优势。另外,现行此类研究成果的工作波长大都是在红外线和可见光波段。然而,紫外波段下的波导具有更广泛的应用前景,例如:光通信、生物医学等方面。本文根据表面等离子体与表面等离子体波导理论,在紫外波长下(工作波长为390nm)设计了一种新型的带有金属脊的混合表面等离子体波导结构,并利用有限元法对其特性进行了深入研究。将该结构应用于纳米激光器,研究了激光器的电场分布和特性参数。该结构为小型化和集成化的纳米设备提供了技术支持,在生物医学和光通信等领域有广泛的应用前景。本文的主要工作如下:(1)介绍了表面等离子体的发展历程和应用前景,阐述了表面等离子体与表面等离子体波导理论与研究方法,着重分析了混合表面等离子体波导的优点和特性。(2)提出并设计了一种新型带有金属脊的混合表面等离子体波导,研究了金属脊的半径、氟化镁夹层的厚度以及纳米线半径对该波导基模特性的影响,分析了该波导的电场分布、模式特性、传播长度以及品质因数。结果表明适当调整几何参数可以有效地降低其基模的传输损耗,同时保持超深亚波长的场限制能力。(3)将所设计的混合表面等离子体波导应用于紫外纳米纳米激光器,并研究了相关特性。简要阐述了增益介质使表面等离子体放大的原理,并介绍了一些可作为增益介质的材料。然后,在COMSOL Multipgysics软件平台上搭建三维数学模型,分析该纳米激光器的电场分布,并研究了其增益阈值和品质因数。结果表明,在该结构波导综合特性最优时,纳米激光器有较低的增益阈值和较大的品质因数。这表明,该纳米激光器在保持低的增益阈值的同时,有较强的微腔束缚能力。本文提出的结构特性良好,该结构可应用于纳米激光器,有望使光子设备趋于小型化和集成化,在生物、医学和光通信等领域都有广泛的应用前景。